Реактивные формы кислорода у плодовых мушек действуют как механизм клеточной сигнализации для иммунного ответа

Исследователи из Онкологического центра Джонсона при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA) обнаружили, что умеренно повышенные уровни реактивных форм кислорода (ROS) у плодовых мушек (Drosophila) выполняют полезную сигнальную функцию.

Неожиданная роль ROS

Долгое время считалось, что ROS — ионы или очень маленькие молекулы, включая свободные радикалы, — только повреждают клетки. Однако исследование под руководством Утпала Банерджи показало, что в клетках-предшественниках крови (гемоцитобластах) мушек естественный слегка повышенный уровень ROS действует как внутренний коммуникатор. Он сигнализирует этим клеткам о необходимости дифференцироваться в иммуноукрепляющие клетки — макрофаги — в ответ на угрозу.

Ключевые эксперименты

• Когда у кроветворных стволовых клеток искусственно удаляли ROS, они теряли способность превращаться в макрофаги.
• Напротив, генетическое увеличение уровня ROS заставляло клетки-предшественники активно дифференцироваться, производя большое количество макрофагов.

Механизм и значение

ROS выступают в роли сигнального механизма, который поддерживает клетки-предшественники в состоянии готовности. Повышение уровня ROS становится сигналом к началу дифференцировки. Это позволяет клеткам, чувствительным к стрессу, быстро реагировать на угрозы, такие как окислительный стресс.

Вопрос для медицины

Открытие поднимает важный вопрос о влиянии антиоксидантов на иммунитет. Хотя антиоксиданты полезны для снижения повреждения ДНК, их чрезмерное употребление может потенциально снижать готовность иммунной системы к ответу, если механизм окажется схожим у млекопитающих.

«Наши результаты позволяют предположить, что безудержная передозировка антиоксидантами может фактически тормозить формирование клеток, участвующих во врожденном иммунном ответе», — отметил Утпал Банерджи.

Известно, что некоторые типы клеток-предшественников крови у млекопитающих (общие миелоидные предшественники) также имеют повышенный уровень ROS и дают начало макрофагам. Однако их прямая сигнальная роль у человека еще не доказана и требует дальнейших исследований.

Исследование опубликовано 24 сентября 2009 года в рецензируемом журнале Nature.